Разработка расчетной модели для исследования перемешивания потоков с различной концентрацией бора на модели реактора ВВЭР-1000 с использованием программного комплекса ANSYS CFX М.А. Быков, А.М. Москалев, А.В. Шишов, Л.А. Кабанова, О.В. Кудрявцев, Д.А. Посысаев ФГУП ОКБ «Гидропресс»
2 Постановка задачи В рамках проводимых в ОКБ «ГИДРОПРЕСС» экспериментов выполнен предтестовый CFD расчет полей концентрации соли в четырехпетлевом стенде с моделью реактора ВВЭР-1000 в масштабе 1:5.
3 Постановка задачи Целью работы является верификация CFD-кода ANSYS CFX 10.0 для обоснования безопасности РУ с ВВЭР. Работают все четыре петли, расход через петли составляет 172 м3/ч, в петлю 4 подается раствор соли расходом 14 м3/ч с концентрацией 10 г/кг. Целью расчета являлось получение полей концентрации соли в выходном сечении опорных труб.
4 Расчетная сетка : размер ~5 млн. ячеек Район патрубка и зона нижней перфорации с опорными стояками
5 Район перфорационной решетки и зона отвода теплоносителя Часть модели в районе перфорации и зоне расположения измерительных датчиков
6 Результаты расчета 1. С использованием CFD-кода ANSYS CFX 10.0 был выполнен гидродинамический расчет для получения стационарных полей давления и скоростей теплоносителя в экспериментальной установки модели реактора. 2. На основе полученных стационарных данных выполнен расчет нестационарных полей концентрации соли при конвективном перемешивании потоков теплоносителя с различными концентрациями солей. Рассматривалось время процесса от появления соли во входном патрубке петли 4 до её появления в выходных патрубках модели. Длительность процесса составила 10 секунд.
7 Стационарный расчет Поле давления Поле скорости
8 Нестационарный расчет Распределение концентрации соли в выходном сечении опорных труб 0,5с – 1,0с – 1,5с – 2,0с Loop 4
9 Нестационарный расчет Распределение концентрации соли в выходном сечении опорных труб 2,5с – 3,0с – 3,5с – 4,0с Loop 4
10 Нестационарный расчет 10,0сВыходные патрубки Loop 4
11 Нестационарный расчет Распределение концентрации соли в продольном сечении по патрубкам петель
12 Нестационарный расчет Изменение концентрации соли в продольном сечении по патрубкам петель4-2
13 Нестационарный расчет Изменение концентрации соли в продольном сечении по патрубкам петель 1-3
14 Нестационарный расчет Изменение концентрации соли выходном сечении опорных труб Loop 4
15 Нестационарный расчет Изменение концентрации соли на входе-выходе активной зоны Loop 4
16 Нестационарный расчет Изменение концентрации соли
17 Нестационарный расчет Вихрь скорости
18 Выводы Выполнен CFD расчет полей концентрации соли в четырехпетлевом стенде с моделью реактора ВВЭР Проведено численное моделирование перемешивания потоков теплоносителя с различными концентрациями солей и получены значения полей концентраций соли по всему объему экспериментальной установки. Расчет проведен с использованием комплекса ANSYS CFX Длительность переходного процесса составила 10 секунд. Результаты расчета показали, что основная масса соли проходит через сегмент установки напротив петли 4, не распределяясь равномерно по всему объему.